[發明專利]用于氣體增濕控制的方法及系統

有效

• 申請號: 200810095639.7
• 申請日: 2008-04-25
• 公開（公告）號: CN101298933A
• 公開（公告）日: 2008-11-05
• 發明（設計）人: J·R·艾頓;M·J·亞歷山大;M·C·普拉特;W·R·哈爾斯特
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F24F6/08
• 分類號: F24F6/08;F24F11/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 曾祥夌;劉華聯

發明背景

本發明大致涉及聯合循環發生系統，更詳細地，涉及用于 控制聯合循環發生系統中氣流含濕量的方法及系統。

至少一些已知的聯合循環發生系統包括增濕(moisturization) 子系統，該子系統構造成可為相對干燥的氣體加入增濕流體。通常， 氣體包括碳基或氫基燃料氣，而增濕流體一般為水或水蒸汽。一般， 增濕塔或飽和器在為燃氣輪機供應燃料氣體的生產氣體吸收裝置 (process?gas?train)之間排成一列?？刂茊螝庠磁c單氣體負載之間的氣流 的水分是一項相對較容易的任務。然而，其它構造可能節省材料及運 行費用的成本。當使用其它構造的氣源、增濕器及氣體負載(gas?load) 時，供應給氣體負載的氣體仍然必須滿足預定的規格。對于這些構造 的所有運行條件，例如開機、停機過程中，或涉及一種或多種氣源和 /或供應的過渡過程中，簡單的濕度控制方法可能是不夠的。

所需要的是一種控制系統，該控制系統構造成可控制包括 從多個氣源到多個氣體負載的一個或多個增濕器的系統的氣流中的 濕度，并控制來自多個熱源的熱量輸入。

發明內容

在一個實施例中，增濕系統包括構造成可將氣體流供應給 多個氣體負載的多個氣源，以及以流動連通的方式與多個氣源和多個 氣體負載聯接的單臺氣體增濕器(gas?moisturizer)。該單臺氣體增濕器 構造成可將具有預定含濕量的氣體流供應給多個氣體負載，并且控制 系統構造成可維持預定的含濕量。單臺氣體增濕器包括再循環子系 統，其包括串聯地流動連通的泵、第一熱交換器和第二熱交換器。第 一熱交換器和第二熱交換器兩者一起包括氣體流道及非接觸的增濕 流體流道。就氣體流道而言，第一熱交換器位于第二熱交換器的下游。 就增濕流體流道而言，第二熱交換器位于第一熱交換器的下游。

在另一個實施例中，在使用增濕器的氣流供應系統中控制 濕度的方法包括：確定增濕器的目標出口溫度——該溫度對應于增濕 器出口中的預定的目標含濕量，使用基于增濕器熱平衡的前饋控制來 預測增濕器進水口的目標溫度——該溫度對應于所確定的增濕器目 標出口溫度。該方法還包括反饋控制，其確定增濕器目標出口溫度與 增濕器實際出口溫度之間的差異，并且使用反饋控制器修正由前饋控 制所計算的增濕器進水口的目標溫度。

在又一個實施例中，在氣體增濕器系統中控制濕度的方法 包括：確定增濕器的目標出口溫度——該溫度對應于增濕器出口中的 預定的目標含濕量，使用增濕器的熱平衡來預測增濕器進水口的溫 度，以獲得預定的離開氣體的含濕量。所預測的溫度由反饋控制器進 行修正，該反饋控制器對增濕器的實際出口溫度與對應于預定含濕量 的出口溫度之間的差異進行處理。使用第一熱源和第二熱源將入口水 溫控制到修正目標，并在必要時更改水氣比，以在第二熱源達到熱量 輸入極限時增加從第一熱源輸入增濕器的熱量。在該實施例中，水氣 比的升高引起水的目標溫度的調整，使得當第一熱源設計有額外的傳 熱能力時可降低對第二熱源的傳熱要求。

附圖說明

圖1是示例性的聯合循環發電系統的一部分的示意圖。

圖2是圖1所示的增濕器子系統的示例性實施例的示意圖。

圖3是圖2所示的溫度控制子系統和水氣比控制子系統的 示例性實施例的示意性流程框圖。

圖4是圖2所示的溫度控制子系統和水氣比控制子系統的 示例性實施例的控制圖。

部件列表